JP2015201796A - 船舶用無線制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、使用周波数帯域が重複する無線装置を新規追加する場合に、優先度の高い既存の無線装置の通信品質を確保することのできる船舶用無線制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】既存の無線装置と重複する使用周波数帯域が設定された船舶用無線制御装置であって、前記既存の無線装置の識別子を登録した記憶部と、前記使用周波数帯域の電波を受信する電波送受信部と、前記電波送受信部が受信した電波が前記識別子を含むか否かを判定する識別子判定手段と、前記電波送受信部が受信した電波が前記識別子を含む場合に、自装置からの電波送信を停止する電波送信停止手段と、を備える。
【選択図】図３

Description

この発明は、船舶用無線制御装置に係り、特に、優先度の高い既存の無線装置と使用周波数帯域が重複する船舶用無線制御装置に関する。

従来、例えば特許文献１に開示されるように、第１の無線装置が運用する周波数情報を管理する周波数データベースと接続され、使用する周波数帯域が第１の無線装置と重複し、重複した周波数帯域を使用する優先順位が第１の無線装置よりも低い第２の無線装置を管理する管理装置が知られている。この管理装置は、優先度の低い第２の無線装置に空き周波数を割り当てたり、送信電力を制限したりする。

特開２０１２−１４７２０６号公報

従来の周波数使用制御装置では、余剰の周波数帯域が有ることを前提として、装置の優先度によって使用する周波数帯域の使用可否を判断する管理装置が存在し、優先度の高い装置が使用する周波数帯域と重複する場合、優先度の低い装置は使用する周波数帯域を変更することを特徴としている。しかしながら、船舶など比較的狭いエリアでは、電波使用制限は難しい。自装置の中で使用周波数帯域の重複による混信を防ぐため、使用する周波数帯域は詳細に決定されており、余剰の周波数帯域はなく、使用周波数帯域の振替はできない。

船舶には、従来から航海時に他船などの別システムと本船との連携・協調が必要な場合に使用される既存の無線装置が設けられている。既存の無線装置は、常時使用するものではないが、優先度は高く、極力混信などで通信品質を下げたくない装置である。船舶に新規に無線装置を追加する場合には、余剰の周波数帯域が無いことから、既存の無線装置と使用周波数帯域が重複してしまうが、この場合に、既存の無線装置に改変を加えないで、既存の無線装置の通信品質を確保することが求められる。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、使用周波数帯域が重複する無線装置を新規追加する場合に、優先度の高い既存の無線装置の通信品質を確保することのできる船舶用無線制御装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、既存の無線装置と重複する使用周波数帯域が設定された船舶用無線制御装置であって、
前記既存の無線装置の識別子を登録した記憶部と、
前記使用周波数帯域の電波を受信する電波送受信部と、
前記電波送受信部が受信した電波が前記識別子を含むか否かを判定する識別子判定手段と、
前記電波送受信部が受信した電波が前記識別子を含む場合に、自装置からの電波送信を停止する電波送信停止手段と、を備えることを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記自装置からの電波送信が停止している状態において、前記電波送受信部が前記識別子を含む電波を規定時間受信しない場合に、解除信号を出す送信停止解除手段、をさらに備え、
前記電波送信停止手段は、前記電波送受信部が受信した電波が前記識別子を含む場合に、前記解除信号が出されるまで前記自装置からの電波送信を停止すること、を特徴とする。

また、第３の発明は、第１の発明において、
前記電波送受信部が受信した電波の電波強度が閾値以下であるか否かを判定する電波強度判定手段、をさらに備え、
前記電波送信停止手段は、前記電波送受信部が受信した電波に前記識別子が含まれ、かつ前記電波強度が前記閾値よりも高い場合に、前記自装置からの電波送信を停止すること、を特徴とする。

また、第４の発明は、第３の発明において、
前記自装置からの電波送信が停止している状態において、前記電波送受信部が受信した電波に前記識別子が含まれ、かつ前記電波強度が前記閾値以下である場合に、解除信号を出す送信停止解除手段、をさらに備え、
前記電波送信停止手段は、前記電波送受信部が受信した電波に前記識別子が含まれ、かつ前記電波強度が前記閾値よりも高い場合に、前記解除信号が出されるまで前記自装置からの電波送信を停止すること、を特徴とする。

本発明によれば、使用周波数帯域が重複する無線装置を新規追加する場合に、既存の無線装置に改変を加えることなく、優先度の高い既存の無線装置の通信品質を確保することができる。

本発明の実施の形態１に係るシステム構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態１における船舶用無線制御装置４のブロック図である。 本発明の実施の形態１において船舶用無線制御装置４が実行する制御ルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態２における船舶用無線制御装置４のブロック図である。 本発明の実施の形態２において船舶用無線制御装置４が実行する制御ルーチンのフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

実施の形態１．
［実施の形態１のシステム構成］
図１は、本発明の実施の形態１に係るシステム構成を説明するための図である。図１において、点線で囲まれた装置群システムＡおよびシステムＢは、１隻の船舶に搭載される。

システムＡは、船舶に新規に追加する無線装置群である。システムＡは、公的機関(ＩＥＥＥなど)が規格化した無線ＬＡＮなどを使用したシステムであり、汎用の製品にて構築することで、開発コストを低減し、安価なシステムとして構築可能である。本発明の特徴である船舶用無線制御装置は、システムＡに設けられる。

システムＢは、従来から船舶に配備されている既存の無線装置群である。システムＢは、従来から航海時に他船などの他システムと本船との連携、協調が必要な場合に使用される無線装置である。既存の無線装置は、常時使用されるものではないが、優先度は高く、極力混信などで通信品質を下げたくない装置である。また、開発コストの増大や他システムとの整合性を損なう観点から、既存の無線装置に対する使用周波数帯域の改変等は困難である。

余剰の使用周波数帯域がないため、システムＡとシステムＢの使用周波数帯域は重複している。上述したようにシステムＢは常時使用されるものではないため、通常、システムＡは船舶内で無線通信サービスを提供している。しかしながら、システムＡで通信中に、システムＢで通信が開始されると、周波数帯域の重複使用により、混信が生じてしまう。このような課題を解決するため、実施の形態１では、既存の無線装置に改変を加えないで、既存の無線装置の通信品質を確保することができる船舶用無線制御装置を提供する。

図１において、システムＡは、端末１Ａ、１Ｂと船舶用無線制御装置４からなる。船舶用無線制御装置４は、アンテナ２Ａ、２Ｂ、制御装置３を備える。アンテナ２Ａ、２Ｂは、端末１Ａ、１Ｂとの船舶内通信に使用される。この船舶内通信は、システムＢでの通信に比して優先度の低い通信である。また、制御装置３は、端末１Ａ、１Ｂとアンテナ２Ａ、２Ｂとの通信処理を管制する。以下の説明において、端末１Ａ、１Ｂを区別しない場合には、単に端末１と記載する。アンテナ２Ａ、２Ｂを区別しない場合には、単にアンテナ２と記載する。

図１において、システムＢは、アンテナ５と制御装置６からなる。アンテナ５は、他の船舶７との船舶間通信に使用される。この船舶間通信は、システムＡでの通信に比して優先度の高い通信である。制御装置６は、船舶７とアンテナ５との通信処理を管制する。

図２は、本発明の実施の形態１における船舶用無線制御装置４のブロック図である。
図２において、アンテナ２は、アンテナ本体に接続する電波送受信部２１と、電波送受信部２１に接続する復調部２２および変調部２３と、復調部２２および変調部２３に接続するデータ処理部２４とを備える。データ処理部２４は、コンピュータネットワークを介して制御装置３に接続されている。コンピュータネットワークは、例えば、船内ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）である。

電波送受信部２１は、電波を送受信する。復調部２２は、受信した電波を復調しデータに変換する。変調部２３は、送信するデータを電波として変調する。データ処理部２４は、送受信のための通信確立処理等、通信を実現する基本機能を担う。また、データ処理部２４は、電波の受信時にＳ／Ｎ比などの電波強度を取得し、その情報によって通信速度を調整する機能も有する。また、データ処理部２４は、処理した通信データを、コンピュータネットワークを介して制御装置３に送信し、制御装置３から送信されたデータを受信し、送信対象である端末 (図１の１Ａ、１Ｂ)に送信する。

制御装置３は、処理部３１、記憶部３２、入出力インタフェース３３を備える。処理部３１、記憶部３２、入出力インタフェース３３は互いに接続され、互いに信号の受け渡しが可能になっている。入出力インタフェース３３は、コンピュータネットワークを介してアンテナ２に接続されている。

記憶部３２は、ハードディスク装置や、フラッシュメモリのような不揮発性メモリや、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性メモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成されている。記憶部３２には、船舶用無線制御装置４を制御するコンピュータプログラムが格納されている。

処理部３１は、メモリおよびＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成されている。処理部３１は、記憶部３２からコンピュータプログラムを読み出し、識別子判定手段３４、電波送信停止手段３５、送信停止解除手段３６等として機能する。

入出力インタフェース３３は、アンテナ２との間でデータを送受信する。処理部３１は、入力されたデータに基づいてコンピュータプログラムを実行し、アンテナ２を制御するための制御情報を決定する。入出力インタフェース３３は、決定した制御情報をアンテナ２に出力する。

［実施の形態１における特徴的制御］
次に、システムＡで通信中に、システムＢで通信が開始され、両システムの電波の使用周波数帯域が重複する場合における船舶用無線制御装置４の特徴的制御について、図２、図３を用いて説明する。

図２において、電波送受信部２１は、少なくとも使用周波数帯域の電波を受信し、システムＢからの電波も受信する。

識別子判定手段３４は、電波送受信部２１が受信した電波が既存の無線装置の識別子を含むか否かを判定する。具体的には、まず、電波送受信部２１が受信した電波は、復調部２２、データ処理部２４、入出力インタフェース３３を介して、処理部３１にデータとして入力される。識別子判定手段３４は、このデータに記憶部３２に記憶された既存の無線装置の識別子と同じ識別子が含まれているか否かを判定する。なお、記憶部３２には、予め既存の無線装置の識別子が登録されている。既存の無線装置の識別子は、例えば、既存の無線装置のビーコン情報に含まれる送信元情報などの電波情報である。

電波送信停止手段３５は、電波送受信部２１が受信した電波が既存の無線装置の識別子を含む場合に、解除信号が出されるまで自装置からの電波送信を停止させる。

送信停止解除手段３６は、自装置からの電波送信が停止している状態において、電波送受信部２１が既存の無線装置の識別子を含む電波を規定時間受信しない場合に、解除信号を出す。

（フローチャート）
図３は、上述の動作を実現するために、船舶用無線制御装置４が実行する制御ルーチンのフローチャートである。本制御ルーチンは、所定のサイクルで繰り返し実行される。

図３に示すルーチンでは、まず、図１のシステムＡの電波送受信部２１が電波を受信する（ステップＳ１００）。電波送受信部２１が受信した電波は、復調部２２、データ処理部２４、入出力インタフェース３３を介して、データとして処理部３１に入力される。

次に、処理部３１は、送信管制中であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。電波送信停止手段３５から送信停止信号が出された状態である場合には、送信管制中であると判定される。

ステップＳ１１０において、送信制御中でないと判定された場合、識別子判定手段３４は、受信した電波がシステムＢからの電波であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。具体的には、識別子判定手段３４は、データに含まれる識別子を抽出し、抽出した識別子が、記憶部３２に記憶されているか否かを判定する。上述した通り、記憶部３２には、予め既存の無線装置の識別子が登録されている。

ステップＳ１２０において、受信した電波がシステムＢからの電波であると判定された場合、電波送信停止手段３５は、電波送信を停止させる送信停止信号を出す（ステップＳ１３０）。送信停止信号は、アンテナ２に送信される。データ処理部２４は、解除信号が出されるまで船舶用無線制御装置４からの電波送信を停止させる。なお、アンテナ２による電波受信は継続する。

一方、ステップＳ１２０において、受信した電波がシステムＢからの電波ではないと判定された場合、システムＡは無線通信を継続する（ステップＳ１４０）。

また、船舶用無線制御装置４からの電波送信が停止している状態においては、ステップＳ１１０の判定条件が成立し、ステップＳ１５０の処理が実行される。ステップＳ１５０において、処理部３１は、規定時間システムＢからの電波がないか否かを判定する。具体的には、処理部３１は、電波送信を停止してから規定時間が経過するまでの間、電波送受信部２１が受信した電波が既存の無線装置の識別子を含むか否かを判定する。

ステップＳ１５０において、規定時間が経過しても既存の無線装置の識別子を含む電波を受信しなかった場合には、送信停止解除手段３６は、電波送信の停止を解除する解除信号を出す（ステップＳ１６０）。解除信号は、アンテナ２に送信される。データ処理部２４は、船舶用無線制御装置４での通信を全て再開させる。

以上説明したように、本発明の実施の形態１によれば、使用周波数帯域が重複する無線装置（システムＡ）を新規追加する場合に、既存の無線装置（システムＢ）に改変を加えることなく、優先度の高い既存の無線装置の通信品質を確保することができる。また、既存の無線装置（システムＢ）が通信していない状態であれば、新規の無線装置（システムＡ）での無線通信が使用可能である。

なお、上述した実施の形態１のシステムにおいては、ステップＳ１２０において、システムＢからの電波であるか否かを判定し、システムＢからの電波である場合には、ステップＳ１３０において、送信停止信号を出すこととしているが、これに限定されるものではない。システムＢからの電波であることは識別できないがシステムＡ以外からの電波を受信した場合には、送信停止信号を出すこととしてもよい。なお、この点は実施の形態２でも同様である。

なお、優先度の高い無線システムが航海時のみなど、使用用途が限定的であれば、送信管制を行う必要がある期間であることを示す信号(手動での接点信号)を以って、これらの機能を有効化することでより有効な電波管制処理を行うことができる。

実施の形態２．
［実施の形態２のシステム構成］
次に、図４、図５を参照して本発明の実施の形態２について説明する。本実施形態のシステムは図１、図４に示す構成において、船舶用無線制御装置４に後述する図５のルーチンを実施させることで実現することができる。

［実施の形態２における特徴的制御］
上述した実施の形態１では、受信した電波に既存の無線装置の識別子を含まれる場合に、船舶用無線制御装置４からの電波送信を停止することとした。ところで、さらに電波強度を考慮してアンテナ２からの電波送信を停止するか否かを判断することとしてもよい。そこで、本実施形態のシステムでは、識別子の判定と電波強度の判定とに基づいて、アンテナ２の電波送信を停止・復帰することとした。

図４は、本発明の実施の形態２における船舶用無線制御装置４のブロック図である。
図４に示す構成は、制御装置３の処理部３１が、記憶部３２からコンピュータプログラムを読み出し、識別子判定手段３４、電波強度判定手段３７、電波送信停止手段３８、送信停止解除手段３９等として機能する点を除き、図２に示す構成と同様である。図２に示す構成と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。

次に、システムＡで通信中に、システムＢで通信が開始され、両システムの電波の使用周波数帯域が重複する場合における船舶用無線制御装置４の特徴的制御について、図４、図５を用いて説明する。

図４において、識別子判定手段３４は、電波送受信部２１が受信した電波が既存の無線装置の識別子を含むか否かを判定する。具体的には、まず、電波送受信部２１が受信した電波は、復調部２２、データ処理部２４、入出力インタフェース３３を介して、処理部３１にデータとして入力される。識別子判定手段３４は、このデータに記憶部３２に記憶された既存の無線装置の識別子と同じ識別子が含まれているか否かを判定する。なお、記憶部３２には、予め既存の無線装置の識別子が登録されている。既存の無線装置の識別子は、例えば、既存の無線装置のビーコン情報に含まれる送信元情報などの電波情報である。

電波強度判定手段３７は、電波送受信部２１が受信した電波の電波強度が閾値以下であるか否かを判定する。具体的には、データ処理部２４は、制御装置３に送信するデータに電波強度に相関する値を付加する。電波強度に相関する値は、例えば、システムＢの電波のＳ／Ｎ比である。電波強度判定手段３７は、この電波強度に相関する値が閾値以下であるか否かを判定する。なお、記憶部３２には、予め電波強度の閾値が登録されている。

電波送信停止手段３８は、電波送受信部２１が受信した電波に既存の無線装置の識別子が含まれ、かつ、電波強度が閾値よりも高い場合に、解除信号が出されるまで自装置からの電波送信を停止する。

送信停止解除手段３９は、自装置からの電波送信が停止している状態において、電波送受信部２１が受信した電波に既存の無線装置の識別子が含まれ、かつ、電波強度が閾値以下である場合に、解除信号を出す。

図５は、上述の動作を実現するために、船舶用無線制御装置４が実行する制御ルーチンのフローチャートである。本制御ルーチンは、所定のサイクルで繰り返し実行される。

図５に示すルーチンでは、まず、図１のシステムＡの電波送受信部２１が電波を受信する（ステップＳ２００）。電波送受信部２１が受信した電波は、復調部２２、データ処理部２４、入出力インタフェース３３を介して、データとして処理部３１に入力される。

次に、処理部３１は、送信管制中であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。電波送信停止手段３５から送信停止信号が出された状態である場合には、送信管制中であると判定される。

ステップＳ２１０において、送信制御中でないと判定された場合、識別子判定手段３４は、受信した電波がシステムＢからの電波であるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。具体的には、識別子判定手段３４は、データに含まれる識別子を抽出し、抽出した識別子が、記憶部３２に記憶されているか否かを判定する。上述した通り、記憶部３２には、予め既存の無線装置の識別子が登録されている。

ステップＳ２２０において、受信した電波がシステムＢからの電波であると判定された場合、次に、電波強度判定手段３７は、電波送受信部２１が受信した電波の電波強度に相関する値が閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ２３０）。電波強度に相関する値は、例えば、システムＢの電波のＳ／Ｎ比である。

ステップＳ２３０において、電波強度に相関する値が閾値より大きいと判定された場合、電波送信停止手段３８は、電波送信を停止させる送信停止信号を出す（ステップＳ２４０）。送信停止信号は、アンテナ２に送信される。データ処理部２４は、解除信号が出されるまで船舶用無線制御装置４からの電波送信を停止させる。なお、アンテナ２による電波受信は継続する。

一方、ステップＳ２２０またはステップＳ２３０において、判定条件が成立しない場合、システムＡは無線通信を継続する（ステップＳ２５０）。

また、船舶用無線制御装置４からの電波送信が停止している状態においては、ステップＳ２１０の判定条件が成立し、ステップＳ２６０の処理が実行される。ステップＳ２６０において、識別子判定手段３４は、受信した電波がシステムＢからの電波であるか否かを判定する。判定内容は、ステップＳ２２０の処理と同様である。

ステップＳ２６０において、受信した電波がシステムＢからの電波であると判定された場合、次に、電波強度判定手段３７は、電波送受信部２１が受信した電波の電波強度に相関する値が閾値以下か否かを判定する（ステップＳ２７０）。この閾値は、ステップＳ２３０における閾値と同値であってもよいし、より低く設定されていてもよい。

ステップＳ２７０において、電波強度に相関する値が閾値以下であると判定された場合、送信停止解除手段３９は、電波送信の停止を解除する解除信号を出す（ステップＳ２８０）。解除信号は、アンテナ２に送信される。データ処理部２４は、船舶用無線制御装置４での通信を全て再開させる。

以上説明したように、本発明の実施の形態２によれば、識別子の判定と電波強度の判定とに基づいて、アンテナ２の電波送信を停止・復帰することができる。

１Ａ、１Ｂ 端末
２Ａ、２Ｂ アンテナ（システムＡ）
３ 制御装置（システムＡ）
４ 船舶用無線制御装置
５ アンテナ（システムＢ）
６ 制御装置（システムＢ）
７ 船舶
２１ 電波送受信部
２２ 復調部
２３ 変調部
２４ データ処理部
３１ 処理部
３２ 記憶部
３３ 入出力インタフェース
３４ 識別子判定手段
３５、３８ 電波送信停止手段
３６、３９ 送信停止解除手段
３７ 電波強度判定手段

Claims (4)

1. 既存の無線装置と重複する使用周波数帯域が設定された船舶用無線制御装置であって、
   前記既存の無線装置の識別子を登録した記憶部と、
   前記使用周波数帯域の電波を受信する電波送受信部と、
   前記電波送受信部が受信した電波が前記識別子を含むか否かを判定する識別子判定手段と、
   前記電波送受信部が受信した電波が前記識別子を含む場合に、自装置からの電波送信を停止する電波送信停止手段と、
   を備えることを特徴とする船舶用無線制御装置。
2. 前記自装置からの電波送信が停止している状態において、前記電波送受信部が前記識別子を含む電波を規定時間受信しない場合に、解除信号を出す送信停止解除手段、をさらに備え、
   前記電波送信停止手段は、前記電波送受信部が受信した電波が前記識別子を含む場合に、前記解除信号が出されるまで前記自装置からの電波送信を停止すること、
   を特徴とする請求項１記載の船舶用無線制御装置。
3. 前記電波送受信部が受信した電波の電波強度が閾値以下であるか否かを判定する電波強度判定手段、をさらに備え、
   前記電波送信停止手段は、前記電波送受信部が受信した電波に前記識別子が含まれ、かつ前記電波強度が前記閾値よりも高い場合に、前記自装置からの電波送信を停止すること、
   を特徴とする請求項１記載の船舶用無線制御装置。
4. 前記自装置からの電波送信が停止している状態において、前記電波送受信部が受信した電波に前記識別子が含まれ、かつ前記電波強度が前記閾値以下である場合に、解除信号を出す送信停止解除手段、をさらに備え、
   前記電波送信停止手段は、前記電波送受信部が受信した電波に前記識別子が含まれ、かつ前記電波強度が前記閾値よりも高い場合に、前記解除信号が出されるまで前記自装置からの電波送信を停止すること、
   を特徴とする請求項３記載の船舶用無線制御装置。

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